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与传统的硅(Si)、砷化镓(GaAs)相比，氮化镓(GaN)材料以其宽禁带、高临界击穿电场、高电子迁移率等优良的物理性质，在高温、高频和大功率电路的应用方面崭露头角。为了充分利用这些优势，准确的GaN器件模型在计算机辅助电路设计与仿真中有着不可忽视的作用。
相比于传统的功率器件，GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在沟道形成，电流密度、结构和导电性方面有着很大的差异，采用了针对于Si和GaAs器件的模型，都不足以描述GaN HEMT器件的电学特性。需要根据器件本身的特性，对GaN HEMT器件进行建模。本文的工作主要有:
首先，选取合适的等效电路的拓扑结构，提取小信号模型的寄生参数，此方法简单易行，精度较高，同时也能避免大量的计算。由于非线性特性的描述是器件建模的关键问题，本文在分析传统的Ⅰ-Ⅴ模型的基础上，选择合适的数学公式描述漏电流和栅源电压的关系，同时通过分析器件的自热效应和陷阱效应，引入修正项对测量数据进行拟合，将提出的新模型和已有的经典模型进行对比，新模型在线性区和饱和区很好的描述了器件的电学特性，验证了模型的精确度。
其次，器件的电学特性会随着温度发生较大的变化，当器件应用于高温电路中，需要一个准确的温度模型来描述器件在不同温度下的电学特性。本文测试了GaN HEMT器件从25℃到300℃的Ⅰ-Ⅴ特性，分析在不同温度下器件电学特性的变化情况，对受温度影响较大的非线性电流源进行建模。通过一种新的序列参数优化方法，来确定参数的温度系数，同时最小化多参数温度回归累积误差，最终建立了GaN HEMT器件的漏源电流变温模型。
最后，利用所建立的GaN HEMT器件的温度模型设计可以在高温下工作的无线传感单元，将此器件和其他高温器件结合应用到整个高温传感系统之中。搭建高温传感系统的测试平台，采用厚膜工艺制作高温电路，通过频谱分析仪接收信号，得到不同温度下振荡频率和压力的关系。通过实测结果与仿真结果的对比，一方面来验证了温度模型的准确性，另一方面成功实现了GaN HEMT器件在高温下的应用。
相比于传统的功率器件，GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在沟道形成，电流密度、结构和导电性方面有着很大的差异，采用了针对于Si和GaAs器件的模型，都不足以描述GaN HEMT器件的电学特性。需要根据器件本身的特性，对GaN HEMT器件进行建模。本文的工作主要有:
首先，选取合适的等效电路的拓扑结构，提取小信号模型的寄生参数，此方法简单易行，精度较高，同时也能避免大量的计算。由于非线性特性的描述是器件建模的关键问题，本文在分析传统的Ⅰ-Ⅴ模型的基础上，选择合适的数学公式描述漏电流和栅源电压的关系，同时通过分析器件的自热效应和陷阱效应，引入修正项对测量数据进行拟合，将提出的新模型和已有的经典模型进行对比，新模型在线性区和饱和区很好的描述了器件的电学特性，验证了模型的精确度。
其次，器件的电学特性会随着温度发生较大的变化，当器件应用于高温电路中，需要一个准确的温度模型来描述器件在不同温度下的电学特性。本文测试了GaN HEMT器件从25℃到300℃的Ⅰ-Ⅴ特性，分析在不同温度下器件电学特性的变化情况，对受温度影响较大的非线性电流源进行建模。通过一种新的序列参数优化方法，来确定参数的温度系数，同时最小化多参数温度回归累积误差，最终建立了GaN HEMT器件的漏源电流变温模型。
最后，利用所建立的GaN HEMT器件的温度模型设计可以在高温下工作的无线传感单元，将此器件和其他高温器件结合应用到整个高温传感系统之中。搭建高温传感系统的测试平台，采用厚膜工艺制作高温电路，通过频谱分析仪接收信号，得到不同温度下振荡频率和压力的关系。通过实测结果与仿真结果的对比，一方面来验证了温度模型的准确性，另一方面成功实现了GaN HEMT器件在高温下的应用。